材料表面与血液相互作用的情况从本质上决定了生物医用材料血液相容性的优劣程度。但是由于材料与血液相互作用的复杂性,目前对其机理的认识尚不够深入。现今,生物医用材料的研究发展十分迅速,但是作为医用材料的生物相容性实验评价只能为我们提供宏观的具体现象,并不能从分子层面上解释其机理,而计算机模拟作为研究复杂大分子体系的理论方法之一,特别适合这类反应机理。基于“维持自然状态说”理论,能够较好维持与之接触的血蛋白、血细胞自然状态(即其天然优势构象及构象转变规律)的材料表面,其血液相容性也较好。故本文使用分子模拟软件Discovery Studio,分别在隐性溶剂和显性溶剂环境下,以人体血液中的凝血因子IX中的cbEGF-like domain作为研究对象,对该蛋白质(片段)与不同亲水性结构改性的材料表面的相互作用进行了动力学模拟(将单独cbEGF-like domain体系的模拟结果作为其自然状态,供每个体系进行比较),推断不同类型亲水表面的理论血液相容性。从而探讨不同亲水性结构对材料表面血液相容性的影响:(1)用阴离子型亲水性结构(丙烯酸钠(AAS)、丙烯酸-3-磺酸丙酯钾盐(SPAPS))修饰的聚氨酯材料模型与cbEGF-like domain相互作用,进行了 10ns的动力学模拟;分析结果表明亲水性阴离子结构改性的聚氨酯材料更有利于维持cbEGF-like domain自然状态。且随着PU材料表面接枝率的逐渐增加,材料表面理论血液相容性能有所提高。接枝链长的讨论发现,本文选择的几个链长与材料表面的理论血液相容性是一种对应递增的关系。(2)将阳离子型亲水性结构(丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(DAC)、二乙基二烯丙基氯化铵(DEDAAC))修饰的聚氨酯材料模型与cbEGF-like domain相互作用,结果发现亲水性阳离子结构改性的聚氨酯材料表面均不利于维持cbEGF-like domain自然状态。但是当PU表面接枝率很小的时候,材料表面的理论血液相容性也会有所提高。接枝链长的影响研究发现,本文选择的几个链长与材料表面的理论血液相容性是一种对应递减的关系。(3)将两性离子型亲水性结构(3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)-丙磺酸盐(DMAPS)、N,N-二甲基-N-(4-乙烯基苄基)-N-(3-磺丙基)铵(DMVSA))改性的聚氨酯材料模型与cbEGF-like domain相互作用,分析结果表明亲水性两性离子结构改性的聚氨酯材料理论血液相容性能有很大的提高,且随着PU材料表面接枝率的逐渐增加,材料表面更利于维持cbEGF-like domain自然状态。接枝链长的讨论发现,本文选择的几个链长与材料表面的理论血液相容性是一种对应递增的关系。本文在分子水平上研究血液蛋白与材料表面相互作用的细节——不同亲水性结构改性的聚氨酯材料表面对蛋白片段cbEGF-like domain自然状态造成的影响。分子模拟为我们提供了一个深入探究生物分子—材料相互作用的方法,通过研究模拟体系分子水平上的信息,我们可以讨论生物材料抗凝血机理,这对未来更为深入的研究具有指导意义。